(57)【要約】      （修正有）【課題】  コイルスプールに切欠部を設けて金属線を安定保持しうる構成を実現しつつ、その切欠部をコイル中心線側にあまり及ぼさずに係合に必要な深さを適切に確保し得る構成を提供する。【解決手段】  コイルスプール４０のフランジ部４７には、外周縁よりも内側に２つの突出部４１，４２が設けられており、これら２つの突出部４１、４２には導電性の端子ピン４３，４４がそれぞれ支持されている。一方、フランジ部４７には、コイル線３３におけるコイル３５から端子ピン４３、４４へと延びる延出部分３３ｃ，３３ｄを係合させるべく２つの切欠部５０が形成されている。切欠部５０は、コイルスプール４０の周縁部に入口部５１が設けられ、かつ、その入口部５１からコイル中心線側に向けて凹となるコイル線収容部５２を有している。そして、コイル線収容部５２が、入口部５１よりも幅方向外側に及ぶように構成されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属のコイル線が巻回されてコイルが形成される巻き胴部と、前記巻き胴部の両端部に設けられた一対のフランジ部と、を備えたコイルスプールと、
前記コイル線が巻回された前記コイルスプールを収容する磁性体からなるコアと、を有し、
前記コイルスプールが収容された前記コアをケース内に収め、前記コイルから発生する磁力の変化に基づいて検出を行う近接センサであって、
前記フランジ部に設けられた２つのベース部と、
２つの前記ベース部にそれぞれ支持され、前記コイルを構成する前記コイル線の両端側がそれぞれ接続される導電性を有する２つの端子ピンと、
前記コイル線における前記コイルから前記端子ピンへと延びる延出部分を係合させるべく前記フランジ部に形成される２つの切欠部と、
を備え、
前記コアには、切欠き状の導出部が設けられ、前記コイルスプールは、前記導出部に、前記ベース部に支持された前記端子ピンを挿入させ、前記コアから導出させており、
前記切欠部は、前記コイルスプールの周縁部に入口部が設けられ、かつ、その入口部からコイル中心線側に向けて凹となるコイル線収容部を有し、さらに、前記コイル線収容部が、当該切欠部の幅方向において、前記入口部よりも幅方向外側に及んでいることを特徴とする近接センサ。
【請求項２】
２つの前記ベース部は、前記フランジ部における、前記巻き胴部とは反対側の面において突出して設けられ、かつ、突出端側が開口する筒状部を有してなり、
２つの前記端子ピンは、それぞれ各筒状部に一部が挿入されて支持されており、
前記切欠部が、前記筒状部の外周壁にも形成されていることを特徴とする請求項１に記載の近接センサ。
【請求項３】
前記切欠部は、前記幅方向の一方側において前記コイル線収容部が前記入口部よりも外側に及んでおり、前記幅方向の他方側においては、当該コイル線収容部が前記入口部の外側に及ばない構成をなすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、金属のコイル線が巻回されるコイルスプールと、このコイルスプールを収容する磁性体からなるコアを備え、コイルから発生する磁力の変化に基づいて検出を行う近接センサが広く知られている（特許文献１）。この種の近接センサは、コイルを構成するコイル線の両端部が回路基板に電気的に接続される構成をなしている。
【特許文献１】特開２００４−３０９５０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような近接センサでは、コイルスプールに巻回されたコイル線の端部を回路基板に電気的に接続するに伴い、コイルスプールに巻き胴部から延びる延出部分を係合させる切欠部を設けるようにすると好ましい。即ち、コイル線と切欠部との係合により、コイル線が揺動せず、安定的に支持されることとなり、コイル線の回路基板側への接続（具体的には、コイル線と導電性端子との接続等）も良好なものとなる。
【０００４】
一方、上記のような近接センサは、一般的には、小型化の要請から、フランジ部やコア全体をあまり大きくすることはできず、切欠部をコイル中心線側にあまり深く掘り下げて形成することは難しかった。また、上記の近接センサとして、フランジ部に端子ピンを保持するベース部を設け、このベース部をコアに形成された導出部から導出させるようにして組み合わせる構成が提供されているが、このような構成では、ベース部をあまり大きくしすぎると、それを導出させる導出部も大きくしなければならなくなる。しかしながら、導出部が大きくなりすぎるとコアの壁部面積が必要分確保できず、特性が悪化する虞があった。そのため、この種の構成では、ベース部に大きな切欠部を設けることは難しかった。他方、このような事情を考慮して切欠部をあまり浅くしすぎると、今度は切欠部とコイル線との係合が不十分となってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいてなされたものであって、コイルスプールのフランジ部に切欠部を設けてコイル線を安定保持しうる構成を実現しつつ、その切欠部において、コイル線収容部をコイル中心線側にあまり及ぼさずに係合に必要な深さを適切に確保し得る構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、
金属のコイル線が巻回されてコイルが形成される巻き胴部と、前記巻き胴部の両端部に設けられた一対のフランジ部と、を備えたコイルスプールと、
前記コイル線が巻回された前記コイルスプールを収容する磁性体からなるコアと、を有し、
前記コイルスプールが収容された前記コアをケース内に収め、前記コイルから発生する磁力の変化に基づいて検出を行う近接センサであって、
前記フランジ部に設けられた２つのベース部と、
２つの前記ベース部にそれぞれ支持され、前記コイルを構成する前記コイル線の両端側がそれぞれ接続される導電性を有する２つの端子ピンと、
前記コイル線における前記コイルから前記端子ピンへと延びる延出部分を係合させるべく前記フランジ部に形成される２つの切欠部と、
を備え、
前記コアには、切欠き状の導出部が設けられ、前記コイルスプールは、前記導出部に、前記ベース部に支持された前記端子ピンを挿入させ、前記コアから導出させており、
前記切欠部は、前記コイルスプールの周縁部に入口部が設けられ、かつ、その入口部からコイル中心線側に向けて凹となるコイル線収容部を有し、さらに、前記コイル線収容部が、当該切欠部の幅方向において、前記入口部よりも幅方向外側に及んでいることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の近接センサにおいて、２つの前記ベース部は、前記フランジ部における、前記巻き胴部とは反対側の面において突出して設けられ、かつ、突出端側が開口する筒状部を有してなり、
２つの前記端子ピンは、それぞれ各筒状部に一部が挿入されて支持されており、
前記切欠部が、前記筒状部の外周壁にも形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の近接センサにおいて、
前記切欠部は、前記幅方向の一方側において前記コイル線収容部が前記入口部よりも外側に及んでおり、前記幅方向の他方側においては、当該コイル線収容部が前記入口部の外側に及ばない構成をなすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
＜請求項１の発明＞
請求項１の構成では、フランジ部の外周縁の内側にベース部が設けられているため、小型化が望まれる近接センサにおいてフランジ部全体をコンパクトな構成とすることでき、センサ全体の小型化を図ることができる。また、このように小型化が要求される近接センサでは、フランジ部をあまり大きくすることができず、ベース部も大きくできないため、切欠部をコイル中心線側にあまり及ぼすことができず、深さを確保しにくい。これに対し、請求項１の構成では、コイル線収容部の一部を入口部よりも幅方向外側に及ぶようにしており、切欠部をコイル中心線側にあまり及ぼさずに深さを適切に確保できる構成となっている。
【００１０】
＜請求項２の発明＞
フランジ部における巻き胴部とは反対側の面において筒状部を設け、端子ピンの一部を挿入して保持する構成とすれば、小型化を図りつつ端子ピンの安定した保持が可能となる。また、切欠部を端子ピンにも形成しているため、コイル線における巻き胴部から延出する部分を、揺動しにくく良好に配置することができる。一方、このように筒状部を構成すると、切欠部の形成による肉厚減少が問題となるが、請求項２の構成では、あまり肉厚を減らさずに切欠部の深さが確保できるようになっており、よって、端子ピンを安定保持しつつコイル線を良好に配置しうる構成を好適に実現できることとなる。
【００１１】
＜請求項３の発明＞
請求項３の構成によれば、幅方向一方側においては深さが適切に確保され係合が良好に行われることとなり、他方側においては、コイル線が切欠部内に浸入しやすい構成となり、コイル線の案内が容易にかつスムーズに行われる構成となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について図面を参照しつつ説明する。
１．近接センサの全体構造
図１には、近接センサ１０の側断面図を示している。本実施形態の近接センサ１０は、後述する検出部１１を構成要素とするＬＣ並列回路１３（図７）を発振回路１４（図７）によって発振させ、その発振振幅変化に基づき例えば金属製ワークの接近やその有無を判別するものである。
【００１３】
図１に示すように、近接センサ１０は、全体として長手状に構成され、平面視長方形状の回路基板３１が内部に収容されている。回路基板３１には、その長手方向の先端（図１で紙面左方向）寄りの位置に上記検出部１１が搭載されおり、基端部には、ケーブル５の端子と接続する接続端子部（図示略）が設けられいる。そして、この接続端子部には、外部機器に連なる信号ケーブル５の各信号線が接続される。
【００１４】
また、回路基板３１の中央よりやや基端側の位置には、近接センサ１０を所定の位置に取り付けるための取付ネジが挿通される円筒状のスリーブ（図示略）が上下面を貫通するように埋設されている。なお、上記検出部１１と接続端子部との間の回路パターンに、図７に示すような発振回路１４、検出回路１５、出力回路１７及び感度調整回路１９などが搭載されている。なお、これら発振回路１４、検出回路１５、出力回路１７などに電力供給を行うため、図示しない電源回路が設けられている。
【００１５】
２．検出部
次に、図２ないし図６を参照して検出部について説明する。
図２は、コイルスプール（ボビン）を例示する斜視図であり、図３は、そのコイルスプールにコイル線が巻き回され、コイルが構成された例を示す斜視図である。
図１に示す検出部１１は、例えば樹脂材料などからなるコイルスプール（ボビン）４０と、コア６０とを有している。コイルスプール４０は、図２のように、巻き胴部４９とフランジ部４７，４８とを備えており、巻き胴部４９には、図３のように、金属のコイル線３３が巻回されてコイル３５が形成される。一対のフランジ部４７，４８は、巻き胴部４９の両端部において、半径方向に張り出す構成をなしており、フランジ部４７、４８の間にコイル３５が収まっている。
【００１６】
図３のようにコイル線３３が巻回されたコイルスプール４０は、図４に示すように磁性体（詳しくはフェライト等）からなるコア６０に収容されている。コア６０は、コイルスプール４０におけるフランジ部４７，４８を収容する収容部６１と、後述する突出部４１，４２を挿通するように切り欠かれる孔６４，６５（孔６４，６５が特許請求の範囲でいう導出部に相当する）と、コイルスプール４０の中心に設けられた孔４６と嵌合する凸部６２が設けられており、図１のようにコイルスプール４０とコア６０とが組み合わさった状態でケース２の内部に配置されている。即ち、コイルスプール４０は、孔６４、６５に、突出部４１、４２に支持された端子ピン４３、４４を挿入させ、コア６０から導出させている。このように構成される近接センサ１０は、コイル３５から発生する磁力の変化に基づいて検出を行うように構成されている。
【００１７】
また、図２、図５に示すように、一方のフランジ部４７における当該フランジ部４７の外周縁４７ｃよりも内側には、２つの突出部４１、４２が設けられている。この突出部４１、４２は特許請求の範囲でいうベース部として機能している。２つの突出部４１、４２は、フランジ部４７における、巻き胴部４９とは反対側の面４７ａにおいて突出して設けられ、かつ、突出端側が開口する筒状部として構成されている。そして、この２つの突出部４１，４２には２つの端子ピン４３，４４を挿入するための孔４１ａ，４２ａがそれぞれ形成されており、図２のように、端子ピン４３、４４はこの孔４１ａ，４２ａに一部が挿入された状態で突出部４１、４２によってそれぞれ支持されている。
【００１８】
これら２つの端子ピン４３，４４は、導電性を有しており、図３のように、コイル３５を構成するコイル線３３の両端側の部分３３ａ，３３ｂがそれぞれ接続されるものである。図３の例では、コイル線３３の両端側の部分３３ａ，３３ｂが端子ピン４３、４４に巻回されてそれぞれ電気的に接続されている。
【００１９】
さらに、図３、図５に示すように、フランジ部４７には、コイル線３３におけるコイル３５から端子ピン４３、４４へと延びる延出部分３３ｃ，３３ｄを係合させるべく２つの切欠部５０が形成されている。図５、図６に示すように、この切欠部５０は、コイルスプール４０の周縁部に入口部５１が設けられ、かつ、その入口部５１からコイル中心線Ｌ１側に向けて凹となるコイル線収容部５２を有している。そして、このコイル線収容部５２が、切欠部５０の幅方向において、入口部５１よりも幅方向外側に及んでいる。また、本実施形態の構成では、図５に示すように、各コイル線収容部５２，５２を構成する一方側のそれぞれの内壁部５２ａ，５２ａが互いに略平行とされている。なお、このように平行とせずに傾斜する構成（例えば、内壁部５２ａ，５２ａがハの字状に傾斜する構成）であってもよい。なお、コイル中心線Ｌ１は、巻き回されるコイル３５の中心をなす線であり、円筒状の巻き胴部の中心線である。
【００２０】
図６に示すように、本発明では、フランジ部４７の周縁部は、円形状のものの一部を切り欠いた構成をなしており、その切り欠かれている部分（ハッチング部分）とフランジ部４７の外周縁４７ａとの境界がそれぞれ入口部５１，５１とされており、これら入口部５１を結ぶ方向が幅方向である。図６では幅方向に沿った線を二点鎖線Ｌ２にて示している。また、図６では、幅方向における入口部５１、５１の内側の領域を領域Ｐとして示しており、コイル線収容部５２が幅方向においてこの領域Ｐより外側に及んでいる。なお、図６では、コイル線収容部５２によって囲まれる領域をハッチングにて示している。
【００２１】
また、図３、図６に示すように、この切欠部５０は、筒状に構成される突出部４１、４２の外周壁にも形成されており、より詳しくは、図２のように、コイル中心線Ｌ１に沿って溝状に形成されている。本実施形態の構成では、切欠部５０は、幅方向の一方側（二点鎖線Ｌ４側）においてコイル線収容部５２が入口部５１よりも外側に及んでおり、幅方向の他方側（二点鎖線Ｌ３側）においては、コイル線収容部５２が入口部５１の外側に及ばない構成をなしている。
【００２２】
本実施形態に構成では、フランジ部４７の外周縁４７ｃの内側に突出部４１、４２（ベース部）が設けられているため、小型化が望まれる近接センサにおいてフランジ部全体をコンパクトな構成とすることでき、センサ全体の小型化を図ることができるようになっている。また、このように小型化が要求される近接センサでは、フランジ部をあまり大きくすることができず、ベース部もあまり大きくできないため、切欠部をコイル中心線側にあまり及ぼすことができず、深さを確保しにくい。これに対し、本実施形態の構成では、コイル線収容部５２の一部を入口部５１よりも幅方向外側に及ぶようにしており、切欠部５０をコイル中心線Ｌ１側にあまり及ぼさずに深さを適切に確保できる構成となっている。
【００２３】
また、本実施形態のように、フランジ部４７における巻き胴部４９とは反対側の面４７ａにおいて筒状に構成される突出部４１、４２を設け、端子ピン４３，４４の一部を挿入して保持する構成とすれば、小型化を図りつつ端子ピンの安定した保持が可能となる。また、切欠部５０を端子ピン４３、４４にも形成しているため、コイル線３３における巻き胴部４９から延出する部分３３ｃ、３３ｄを、揺動しにくく良好に配置することができる。一方、このように突出部４１、４２を構成すると、切欠部５０の形成による肉厚減少が問題となるが、本実施形態の構成では、あまり肉厚を減らさずに切欠部の深さが確保できるようになっており、よって、端子ピン４３、４４を安定保持しつつコイル線３３を良好に配置しうる構成を好適に実現できることとなる。
【００２４】
さらに、本実施形態の構成によれば、幅方向一方側（二点鎖線Ｌ４側）においては深さが適切に確保され係合が良好に行われることとなり、他方側（二点鎖線Ｌ３側）においては、コイル線３３が切欠部５０内に浸入しやすい構成となり、コイル線３３の案内が容易にかつスムーズに行われる構成となる。
【００２５】
３．近接センサの回路構成
図７には、近接センサ１０の回路構成が示されている。検出部１１及びコンデンサ１２からなるＬＣ並列回路１３は、発振回路１４によって発振状態に維持されることで、検出部１１から交流磁界Ｈ（検出領域Ｈ）を発生する。この発振状態で金属製ワークが接近すると、検出部１１の磁気エネルギーが吸収され、これに応じてＬＣ並列回路１３の振幅電圧が変化（例えば減少）する。検出回路１５は、例えばＬＣ並列回路１３の振幅電圧を所定の検出用閾値と大小比較し、この比較結果に基づき検出動作を行う。本実施形態では、検出動作として、ＬＣ並列回路１３の振幅電圧が上記検出用閾値を下回ったときに、動作表示灯としての検出用発光素子１６を発光させるとともに、出力回路１７を介して検出信号を外部に出力する。
【００２６】
また、検出回路１５は、ＬＣ並列回路１３の振幅電圧を上記検出用閾値よりも高い安定確認用閾値とも比較し、上記検出動作時においてＬＣ並列回路１３の振幅電圧がこの安定確認用閾値を上回らなくなったときに安定確認用発光素子１８を発光させるようになっている。また、図６中の符号２０，２１は、本近接センサ１０に電源を供給するための電源端子及びグランド端子であり、符号２２は出力回路１７からの上記検出信号を外部機器に出力する出力端子である。また、符号２３は、発振回路１４に連なり上記ＬＣ並列回路１３の振幅電圧を調整するための感度調整回路１９に与える制御信号を外部機器から入力するための入力端子である。
【００２７】
図８には、感度調整回路１９の回路構成が示されている。同図中の符号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、上記発振回路１４とグランド端子２１との間に直列接続された複数（本実施形態では３つ）の感度調整用抵抗（これらの抵抗値は全て同じであっても互いに異なっていてもよい。）である。また、電源端子２０とグランド端子２１の間に直列接続されたスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びツェナダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３が上記各感度調整用抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に対応してそれぞれ設けられている。各ツェナダイオードＤ１〜Ｄ３と各スイッチ素子Ｓ１〜Ｓ３の接続点に、対応する抵抗Ｒ１〜Ｒ３の高電位側が接続されている。また、感度調整回路１９は、上記入力端子２３から制御信号を受けて動作するシフトレジスタ２４が設けられており、この各出力Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が上記各スイッチ素子Ｓ１〜Ｓ３の制御端子に接続されている。
【００２８】
感度調整を行う際には、まず、電源端子２０とグランド端子２１との間に高電流を印加しつつ、シフトレジスタ２４に所定の制御信号を与える。これによりオン動作したスイッチ素子Ｓ１（Ｓ２，Ｓ３）に連なるツェナダイオードＤ１（Ｄ２，Ｄ３）に大電流が流れて短絡する。例えばスイッチ素子Ｓ１がオン動作するとツェナダイオードＤ１が短絡して感度調整用抵抗Ｒ１が無効化される。スイッチ素子Ｓ２がオン動作するとツェナダイオードＤ２が短絡して感度調整用抵抗Ｒ１，Ｒ２が無効化される。スイッチ素子Ｓ３がオン動作するとツェナダイオードＤ３が短絡して感度調整用抵抗Ｒ１，Ｒ２，３が無効化される。このように発振回路１４に連なる感度調整用抵抗の合計抵抗値を変えることでＬＣ並列回路１３の振幅電圧を変化させて検出感度を調整することができるのである。
【００２９】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２について図９及び図１０を参照して説明する。
実施形態２は、コイルスプールの形状のみが実施形態１と異なり、特に切欠部の形状が実施形態１と異なっている。図９は、本実施形態に係るコイルスプールを例示する斜視図であり、図１０はそのコイルスプールを突出部側から見た図である。
【００３０】
本実施形態でも、図９、図１０に示すように、フランジ部４７には、コイル線３３におけるコイル３５から端子ピン４３、４４へと延びる延出部分３３ｃ，３３ｄを係合させるべく２つの切欠部１５０が形成されている。この切欠部１５０は、実施形態１の切欠部と同様に、コイルスプール４０の周縁部に入口部５１が設けられ、かつ、その入口部５１からコイル中心線Ｌ１側に向けて凹となるコイル線収容部５２を有している。そして、このコイル線収容部５２が、切欠部５０の幅方向において、入口部５１よりも幅方向外側に及んでいる。そして、本実施形態の構成では、切欠部１５０が突出部４１、４２の領域内に収まって形成されており、かつ、コイル収容部５２の一方側の内壁部５２ａの一部と他方側の内壁部５２ｂの一部とがほぼ平行とされている。なお、内壁部５２ａ、５２ｂを平行とせずに傾斜する構成（例えばハの字状に傾斜する構成）としてもよい。
【００３１】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３について図１１を参照して説明する。
図１１、本実施形態に係るコイルスプールを突出部側から見た図であり、図５の変形例である。
本実施形態では、切欠部２５０は、幅方向の一方側においてコイル線収容部５２が入口部５１よりも外側に及んでおり、幅方向の他方側においても、コイル線収容部５２が入口部５１の外側に及んでいる構成を例示している。なお、切欠部２５０の構成以外は実施形態１と同様であるので、同様の部分については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態でも、図に示すように、フランジ部４７には、コイル線におけるコイルから端子ピンへと延びる延出部分を係合させるべく２つの切欠部２５０が形成されている。この切欠部２５０は、実施形態１の切欠部と同様に、コイルスプール４０の周縁部に入口部５１が設けられ、かつ、その入口部５１からコイル中心線Ｌ１側に向けて凹となるコイル線収容部５２を有している。そして、このコイル線収容部５２が、切欠部２５０の幅方向において、入口部５１よりも幅方向外側に及んでいる。
【００３２】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態１に係る検出センサを例示する側断面図
【図２】コイルスプールを例示する斜視図
【図３】図２のコイルスプールにコイル線が巻き回された状態を例示する斜視図
【図４】図１の検出センサのコアを示す斜視図
【図５】図２のコイルスプールを突出部側から見た図
【図６】図５の一部を拡大して示す拡大図
【図７】実施形態１に係る、検出センサの電気的構成を示すブロック図
【図８】感度調整回路を例示する図
【図９】実施形態２に係るコイルスプールを例示する斜視図
【図１０】図９のコイルスプールを突出部側から見た図であり、図５から切欠部のみを変形した変形例を示す図
【図１１】実施形態３に係るコイルスプールを突出部側から見た図であり、図５から切欠部のみを変形した変形例を示す図
【符号の説明】
【００３４】
２…ケース
１０…近接センサ
３３…コイル線
３３ｃ，３３ｄ…延出部分
３５…コイル
４０…コイルスプール
４１，４２…突出部（ベース部、筒状部）
４３，４４…端子ピン
４７，４８…フランジ部
４７ｃ…フランジ部の外周縁
４９…巻き胴部
５０…切欠部
５１…入口部
５２…コイル線収容部
６０…コア
６４，６５…孔（導出部）
Ｌ１…コイル中心線
【図１】
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【図２】
2006286255.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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